Since high-speed train is a dynamic load in which electric power is externally supplied, contact loss between the catenary and pantograph occurs. This phenomena including vibrations generates frequently irregular arcs, which, in turn causes EMI. Thus it is very important to develop the approach to reduce arc phenomenon by contact loss, as speed of electric railway vehicle increases. In case of an electric railway vehicle using electrical power, compared with diesel rolling stock, Power Line Disturbance(PLD) such as harmonics, transient voltage and current, Electromagnetic Interference(EMI), and dummy signal injection etc usually occur. In this study, the dynamic characteristics of a contact wire and a pantograph suppling electrical power to high-speed train are investigated with an electrical response point. To implement power line disturbance induced by contact loss phenomenon for high speed train operation, a hardware simulator which considers contact loss between contact wire and pantograph as well as contact wire deviation is developed. It is confirmed by the experiments that contact loss effect is largely dependent on voltage conditions when the contact loss occurs. Also, a passive filter is designed to reduce power disturbance and the designed system is verified by experiment.
This paper presents a new recognition and classification method for power quality (PQ) disturbances on the basis of pattern linguistic values. This method solves the difficulty of recognizing disturbances rapidly and accurately by using fuzzy logic. This method uses classification disturbance patterns to define the linguistic values of fuzzy input variables and used the input variables of corresponding disturbance pattern to set membership functions. This method also sets the fuzzy rules by analyzing the distribution regularities of the input variable values. One characteristic of this method is that the linguistic values of fuzzy input variables and the setting of membership functions are not only related to the input variables but also to the character of classification disturbance and the classification results. Furthermore, the number of fuzzy rules is equal to the number of disturbance patterns. By using this method for disturbance classification, the membership function and design of fuzzy rules are directly related to the objective of classification, thus effectively reducing the complexity of the design process and yielding accurate classification results. The classification results of the simulation and measured data verify the feasibility and effectiveness of this method.
In this study, the dynamic characteristic of a contact wire and pantograph suppling electrical power to high-speed trains are investigated from an electrical response point of view. To analysis power line disturbance by induced contact loss phenomenon for high speed operation, a hardware Simulator which considered contact loss between contact wire and the pantograph as well as contact wire deviation is developed. It is confirmed that a contact wire and pantograph model are necessary for studying the dynamic behavior of the pantograph system. One of the most important needs accompanied by increasing the speed of high-speed train is reduced that an arc phenomenon by loss of contact brings out EMI. In case of a high-speed train using electrical power, as comparison with diesel rolling stock, PLD(Power Line Disturbance) such as harmonic, transient voltage and current, EMI(Electromagnetic Interference), dummy signal injection etc usually occurs. Throughout experiment, it is verified that an arc phenomenon is brought out for simulator operation and consequently conducted noise is flowed in electric circuit by power line disturbance.
Self servo track writing(SSTW)은 servo track writer(STW)를 이용하지 않고 hard disk drive의 내부 VCM을 이용하여 servo track을 기록하는 방식이다. SSTW는 이전 servo track을 상대적인 reference로 하여 기록하게 되므로 초기에 발생된 error와 외부의 disturbance의 영향으로 error는 급속하게 증가된다. 이것을 radial error propagation 이라 한다. 본 논문에서는 radial error propagation을 억제하기 위한 correction signal을 설계하고 servo writing 과정에서 발생하는 disturbance의 영향을 제거하기 위하여 disturbance observer(DOB)를 add-on type으로 구성하여 tracking 제어기를 설계하였다. 또한 DOB를 적용한 경우와 유사한 gain margin, phase margin과 sensitivity function을 갖는 제어기를 설계하여 그 성능을 비교하였다. 제안된 방식은 radial error propagation을 억제 하였을 뿐만 아니라 disturbance의 최소화하여 쓰여진 track의 DC track spacing과 AC track Squeeze가 개선된 것을 모의실험을 통하여 검증하였다.
This paper considers design of a robust controller that alleviates disturbance effects and compensates performance degradation of plants with time-delay. Disturbance observer(DOB) approach as a tool of robust control has been widely employed in industry. However, since the time-delay makes the plant non-minimum phase, classical DOB cannot be applied directly to the time-delay system. By using a new DOB structure for non-minimum phase systems together with the Smith Predictor, we propose a new control algorithm for reducing the effects of disturbance and time-delay of the system.
This paper proposed a novel double closed control strategy for single-phase voltage source pulse width modulation (PWM) rectifier based on active disturbance rejection control (ADRC) and dq current decoupling control. First, the mathematical model of the single-phase PWM rectifier in the d-q axis synchronous rotating reference frame is established by constructing a virtual component using a second-order generalized integrator (SOGI). Then, the mathematical model is simplified according to the active power conservation, and the first-order equation of single-phase PWM rectifier voltage outer loop is acquired. A linear auto-disturbance rejection controller is used to design the voltage outer loop according to the first-order equation. Finally, the proposed control strategy and the traditional PI control are compared and verified by simulation and physical experiments. Both simulation and experimental results confirm that the proposed control strategy has excellent dynamic performance and strong rejection ability to disturbances.
This paper presents a robust speed control of an autonomous vehicle using a disturbance observer. For the purpose, the transfer function of speed dynamics of an autonomous vehicle is identified using step response data. Based on the identified transfer function, model based PID (Proportional-Integral-Derivative) control is designed. In order to design a robust control against load variations on the vehicle, a disturbance observer (DOB) based control is devised. The performance of the designed DOB based control is demonstrated by real experiments.
The automobile cruise control system tries to maintain a constant velocity in the face of disturbance mainly caused by mass changes or changes in the slope of a road. The controller should compensate for such disturbances and model uncertainties. In this paper, we study on the disturbance observer based controller for cruise control system. In the presence of disturbances and model uncertainties, we carry out computer simulations in order to compare the performance of the conventional PI controller and DOB controller. From the simulation results, we found that the performance of DOB controller is superior to that of the conventional PI controller.
Dong Cheol Song;Seung Tae Hwang;Nebiyeleul Daniel Amare;Young Ik Son
반도체디스플레이기술학회지
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제23권2호
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pp.92-99
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2024
As semiconductor processes require several nanometers precision, the importance of motor control is increasing in semiconductor equipment. Due to unpredictable uncertainties such as friction and mechanical vibrations achieving precise position control in semiconductor processes is challenging. The internal model principle-based controller is a control technique that ensures robust steady-state performance by incorporating a model of the reference and disturbance. The disturbance observer-based controller is a prominent robust control technique implemented to cope with various nonlinearities and uncertainties. Provided that the two controllers can be designed to exhibit equivalent performance under certain conditions, this paper demonstrates through experiments that they yield identical results for the case of a BLDC position control problem. The experimental results also indicate that they can offer enhanced robustness compared with the conventional PID controller in the presence of a time-varying disturbance.
A digital tracking controller is proposed for micro electrostatic actuator with input nonlinearity, where disturbance observer is utilized in cooperation with inverse function. Generally the disturbance observer is announced to be robust to modeling uncertainty, and external disturbance. But, when the nonlinearity exists in the systems, the disturbance observer may not directly be applied to that system, because the nonlinearity may destabilize the overall system. Therefore, first, we linearize the nonlinear input characteristics of micro electrostatic actuator by the use of inverse function. Secondly, we apply disturbance observer to approximately linearized system for eliminating the residuals of nonlinearity and the modeling uncertainty. Then, we get the good properties of the disturbance rejection as well as the robustness due to the own nature of disturbance observer. In this case, we propose a sufficient condition for the robust stability of overall systems. Furthermore, we discuss the problem that may be exposed when disturbance observer is applied to the internally stable system with saturation, and analyze two methods to overcome input saturation problem in the sense of internal stability. Simulations have been carried out to show the effectiveness of the proposed controller.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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